4月11日晚，一批重約20噸的大科學(xué)裝置關(guān)鍵部件將從合肥港出發(fā)，經(jīng)由上海遠(yuǎn)渡重洋運(yùn)向法國(guó)，為全球最大“人造太陽(yáng)”——ITER（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆），補(bǔ)充關(guān)鍵“生命線(xiàn)”。

為“人造太陽(yáng)”建“血管”

ITER，被譽(yù)為全球最大“人造太陽(yáng)”，由中國(guó)與歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)七方共同實(shí)施。該項(xiàng)目旨在模擬太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的核聚變過(guò)程，探索受控核聚變技術(shù)商業(yè)化可行性。

在這個(gè)被視為全球各國(guó)共同“種太陽(yáng)”的國(guó)際大科學(xué)工程計(jì)劃中，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“等離子體所”）是中方任務(wù)的主要承擔(dān)單位之一，承接了超導(dǎo)導(dǎo)體、校正場(chǎng)線(xiàn)圈、磁體饋線(xiàn)等眾多采購(gòu)包任務(wù)。

4月11日，在合肥交付送運(yùn)的正是磁體饋線(xiàn)采購(gòu)包中尺寸最大的部件——最后一套校正場(chǎng)線(xiàn)圈內(nèi)饋線(xiàn)部件。

磁體饋線(xiàn)是什么？

據(jù)交付現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹，聚變堆磁體可以視作ITER的“大骨架”，而磁體饋線(xiàn)則相當(dāng)于穿連其中的“血管”。磁體饋線(xiàn)系統(tǒng)為聚變堆磁體傳輸能量和冷卻介質(zhì)、提供控制信號(hào)的反饋，在故障狀態(tài)下則作為磁體儲(chǔ)能的泄放通道，確保磁體能量的及時(shí)安全泄放，可以說(shuō)是“人造太陽(yáng)”的“生命線(xiàn)”。而本次交付的超大部件則可理解為通聯(lián)心臟的關(guān)鍵“血管”。

耗時(shí)6年，攻克關(guān)鍵技術(shù)

作為磁體饋線(xiàn)系統(tǒng)中尺寸最大的部件，本次交付的校正場(chǎng)線(xiàn)圈內(nèi)饋線(xiàn)共有9套，由直徑16米、高度3米的半環(huán)結(jié)構(gòu)組成。這一整套部件的制造耗時(shí)近6年。

“饋線(xiàn)需要在零下269攝氏度的環(huán)境中工作，還要承受強(qiáng)電流和惡劣的電磁環(huán)境，設(shè)計(jì)研制挑戰(zhàn)較大，需要同步保障結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電源性能等多方因素。”中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所高級(jí)工程師張清泉表示。

該內(nèi)饋線(xiàn)作為饋線(xiàn)傳輸?shù)淖罱K段，直接與校正場(chǎng)線(xiàn)圈（補(bǔ)償磁體系統(tǒng)由制造和裝配造成的磁場(chǎng)誤差）相連接。超導(dǎo)尺寸下的接口精度需控制在±2.5毫米范圍內(nèi)，超導(dǎo)部件需滿(mǎn)足10千伏直流耐壓下絕緣電阻不小于500兆歐、5千伏局部放電測(cè)試中小于6納庫(kù)侖的嚴(yán)格要求，接頭盒電阻小于5納歐。

為攻克這些技術(shù)難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新發(fā)展了針對(duì)大尺寸部件的全包絡(luò)高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)、半疊包預(yù)浸漬帶絕緣工藝、純銦搭接的超導(dǎo)接頭盒等技術(shù)，其中關(guān)鍵部件超導(dǎo)接頭盒小于0.5納歐，領(lǐng)先業(yè)界同行。

“本套部件的成功交付為ITER現(xiàn)場(chǎng)磁體饋線(xiàn)的成功安裝提供了先決條件。從EAST的建設(shè)到ITER采購(gòu)包的承接，我們積累、發(fā)展了超導(dǎo)技術(shù)、低溫技術(shù)，以及其他跟磁約束聚變相關(guān)的核心技術(shù)，為接下來(lái)建設(shè)中國(guó)自主的聚變堆奠定了基礎(chǔ)。”中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所副所長(zhǎng)陸坤表示。

總?cè)蝿?wù)進(jìn)度85%，國(guó)產(chǎn)化率提升至100%

本次超大部件的竣工交付意味著ITER磁體饋線(xiàn)系統(tǒng)中所有超大部件的研制任務(wù)順利完成，整體饋線(xiàn)系統(tǒng)采購(gòu)包任務(wù)完成度達(dá)85%。

整體饋線(xiàn)系統(tǒng)采購(gòu)包是國(guó)內(nèi)承接的工程復(fù)雜程度最高的采購(gòu)包，共計(jì)31套，總重約1600噸。

自承接ITER磁體饋線(xiàn)系統(tǒng)采購(gòu)包任務(wù)以來(lái)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)相繼攻克了68千安高溫超導(dǎo)電流引線(xiàn)、低溫超導(dǎo)接頭、低溫絕緣材料等“卡脖子”技術(shù)，累計(jì)交付饋線(xiàn)系統(tǒng)大部件上百套，總重超1400噸，關(guān)鍵部件國(guó)產(chǎn)化率從31%提升至100%，彰顯了中國(guó)聚變工程實(shí)力，實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)追趕到國(guó)際引領(lǐng)的跨越。

依靠自主研發(fā)，等離子體所掌握了系列聚變工程關(guān)鍵技術(shù)，交付進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量在ITER七方中居前列，創(chuàng)造多項(xiàng)第一，ITER組織總干事評(píng)價(jià)“中國(guó)在采購(gòu)包研發(fā)生產(chǎn)方面領(lǐng)先于各方”。

合肥在線(xiàn)—合新聞?dòng)浾?張玉蓮